Potenciais evocados somatossensitivos e motores são modalidades de testes neurofisiológicos com capacidade para avaliar funcionalmente a integridade das vias sensoriais e motoras, respectivamente, podendo ser utilizados na avaliação neurológica, no estabelecimento de prognóstico e na monitoração da evolução de uma lesão na medula espinhal. Este trabalho visa descrever as técnicas de obtenção de potenciais evocados com estimulação elétrica em cães portadores de doença de disco intervertebral toracolombar, e verificar se há associação com os sinais clínicos e com os achados da tomografia computadorizada (TC). Cinco cães hígidos (grupo controle) e dez cães condrodistróficos com paralisia de membros pélvicos (grupo afetado) devido à extrusão de disco intervertebral toracolombar foram avaliados com relação à classificação neurológica, imagens por TC e potenciais evocados somatossensitivos e motores sob anestesia geral. Presença ou ausência de registros caudais à lesão, mensuração de latências e amplitudes foram efetuadas. Foram captados registros cranianos em todos os cães após estimulação dos membros torácicos, mas apenas em seis cães após estimulação dos membros pélvicos. Da mesma forma, todos os cães apresentaram registros em membros torácicos após estimulação transcraniana, mas apenas em seis cães nos membros pélvicos e esfíncter anal. Houve diferença significativa quanto à presença ou ausência de registros entre os grupos afetado e controle para os membros pélvicos. Os valores mensurados de latência e amplitudes entre os grupos também são discutidos. Potenciais evocados e motores são factíveis de serem produzidos em cães com e sem paralisia de membros pélvicos sob anestesia geral, e foram correlacionados aos sinais clínicos. / Somatosensory and motor evoked potentials are neurophysiologic tests that assesse the integrity of sensory and motor pathways, and may be used in the neurological assessment, prognosis establishment and spinal cord injury monitoration. This study aims to describe the technique for evoked potentials recording with electrical stimulation in healthy dogs and in dogs with thoracolumbar intervertebral disc disease, and determine whether there is any association with clinical signs and computed tomography (CT) findings. Five clinically normal dachshunds (control group) and ten chondrodystrophic dogs with hind limb paralysis (affected group) due to thoracolumbar intervertebral disc extrusions were evaluated according to their neurological status, CT scans and somatosensory and motor evoked potentials under general anesthesia. Recordings presence or absence caudal to lesion, onset latencies and peak-to-peak amplitudes were measured. Records were captured in the scalp in all dogs after front limb stimulation, but only in six dogs after hind limb stimulation. Likewise, in all dogs records were obtained in forelimbs after transcranial stimulation, but only in six dogs on pelvic limbs and on external anal sphincter muscle. There were significant differences in presence or absent recordings between affected and control groups related to pelvic limbs PESS and PEM. Latencies and amplitudes measured between groups are discussed. Somatosensory and motor evoked potentials are feasible to produce in dogs with or without hind limb paralysis under general anesthesia, and correlated with clinical signs.

Orientador: Pedro Xavier de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T14:24:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prado_LuizaNaiaraSiqueirado_M.pdf: 1448858 bytes, checksum: 14894261e1f5acfa5c112a5bd731af13 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Apesar de a aplicação de campos elétricos de alta intensidade ser atualmente a única terapia disponível para interromper a fibrilação ventricular, esse processo pode causar lesões às células cardíacas, prejudicando sua contratilidade. Neste estudo, aplicamos pulsos elétricos de alta intensidade a miócitos isolados de ratos Wistar adultos. Obtivemos as curvas de letalidade por meio de análise de sobrevivência, que foram usadas para determinar a intensidade de campo necessária para matar 50% das células (EL50) e com esses valores obtivemos a curva de intensidade-duração (IxD) para letalidade para 10 durações diferentes: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10; 20; 35 e 70 ms. Também obtivemos a curva IxD para excitação celular, por meio dos valores de média ± erro padrão da média para a intensidade de campo limiar de excitação para todas as durações, e obtivemos uma relação entre letalidade e excitação em função da duração do pulso, chamada de Fator de Segurança (FS), um indicador de segurança estimulatória. Essa curva foi determinada a partir da divisão entre os pontos das curvas IxD de letalidade e excitação. Observamos que quanto me-nor a duração de pulso, maior a intensidade de campo que causa morte celular. Ao contrário do que se esperava, o maior valor de FS não correspondeu à menor duração utilizada (0,1 ms), mas sim à duração de 0,5 ms. Como o limiar de desfibrilação foi descrito como dependente da duração do pulso aplicado, nossos resultados indicam que o uso de estímulos com duração mais curta - em vez da duração tipicamente usada na clínica, de 10 ms - pode diminuir as lesões celulares, e, portanto, aumentar a efetividade da desfibrilação / Abstract: Although high intensity electric fields application is currently the only effective therapy available to terminate ventricular fibrillation, it may cause injury to cardiac cells, impairing their contractility. In this study we applied high electric field pulses with different durations to isolated rat ventricular myocytes. We obtained lethality curves by survival analysis, which were used to determine the value of applied electric field necessary to kill 50% of cells (EL50) and plotted a strength-duration (IxD) curve for lethality with 10 different durations: 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3, 5, 10, 20, 35 and 70 ms. For the same durations we also obtained an IxD curve for excitation and established an indicator for stimulatory safeness, named Safety Factor (FS), as the ratio between the points on the IxD curve for lethality and the one for excitation. We found that the lower the pulse duration, the higher the electric field intensity required to cell death. Contrary to expecta-tions, the highest FS value does not correspond to the lowest pulse duration but to the one of 0.5 ms. As defibrillation threshold has been described as duration dependent, our results imply that the use of shorter stimulus duration - instead of the one typically used in the clinic (10 ms) - may decrease electric cell damage, therefore increasing defibrillation effectiveness / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestra em Engenharia Elétrica

Orientador: Alberto Cliquet Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-19T19:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tancredo_JanainaRoland_M.pdf: 2653289 bytes, checksum: 0b7d643e5438e5de2faf4c696947403b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A lesão medular tem como uma de suas conseqüências a espasticidade, que está geralmente presente em lesões acima do último nível torácico (T12) e pode ser avaliada através de indicadores quantitativos e qualitativos. Na pesquisa, foram avaliados dois grupos, o da Estimulação Elétrica Neuromuscular (EENM), com dezesseis pacientes e o grupo da Marcha em Esteira com EENM com oito pacientes; todos com diagnóstico de paraplegia e tetraplegia com algum grau de espasticidade. Foram utilizadas para esta avaliação as escalas: modificada de Ashworth, a de espasmos musculares, a subjetiva da espasticidade e o teste pendular. Para aplicação do teste pendular foi utilizado o Dispositivo de Teste Pendular (DTP) - (equipamento que foi elaborado e construído especificamente para avaliar a espasticidade, que possui um acelerômetro de transdutores de cristais de quartzo e um eletrogoniômetro de fibra óptica flexível que medem as tensões e os deslocamentos angulares, respectivamente) do Laboratório de Biomecânica e Reabilitação do Aparelho Locomotor. Os pacientes do grupo da EENM realizaram EENM nos músculos quadríceps e nervo fibular, sendo que os testes foram aplicados antes e logo após o procedimento. O mesmo foi realizado para o grupo da Marcha em Esteira com EENM. Os dados mostraram uma diminuição da espasticidade nos dois grupos, representado no grupo da EENM por variações nos parâmetros F1Ang, F1 Amp, E1 Amp, Plat Amp e ERI e no parâmetro E1 Ang no grupo da marcha. O grupo da EENM onde foi subdividido (pacientes com e sem medicação) notamos uma diferença significativa no subgrupo sem medicação na maioria dos parâmetros avaliados. Já o subgrupo com medicação apenas os parâmetros On Ang e RI foram significativos. Além disso, os dados da escala subjetiva e da escala modificada de Ashworth, após a estimulação elétrica neuromuscular também apresentaram uma redução nos valores da espasticidade, sendo que no grupo da marcha em esteira apenas a escala subjetiva foi significativa / Abstract: Spinal cord injury has as one of its consequences the spasticity, which is usually present in lesions above the last thoracic level (T12) and it can be assessed through quantitative and qualitative indicators. In the study it was evaluated two groups: Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) group with sixteen patients and the group of eight patients that performed treadmill gait with partial body weigth support and NMES, all of them were diagnosed with paraplegia or tetraplegia with some degree of spasticity. The following scales were used for assessment: Modified Ashworth Scale, Muscle Spasms Scale, Subjective Scale of Spasticity and the pendulum test. For application of the pendulum test it was used Pendular Test Device (PTD) was used, this equipment was designed and built specifically to evaluate spasticity, which has an accelerometer of quartz crystals transducer and a flexible fiber optic electrogoniometer to measure the acceleration and angular displacement, respectively. The patients in the NMES group performed NMES in the quadriceps muscle and fibular nerve, and the tests were applied before and after the procedure. The same was done for the treadmill gait with NMES group. The data showed a decrease in spasticity in both groups, represented in the NMES group by changes in the F1Ang, F1Amp, E1Amp, Plat Amp and ERI parameters of the PTD and the gait group also presented a change in the E1Ang. In the group NMES, which was divided (patients with and without drugs), it was noticed a significant difference in the subgroup without medication in most parameters. However, in the subgroup with medication only the OnAng and RI parameters were significant. In addition, data from the Subjective Scale of Spasticity and the Modified Ashworth Scale also showed a reduction in the values in the spasticity, and in the group of treadmill gait just a Subjective Scale of Spasticity was significant / Mestrado / Fisiopatologia Cirúrgica / Mestre em Ciências

The objective of this study was to evaluate the effects of neuromuscular electrical stimulation (NMES) of low frequency on the vastus lateralis muscle. Eleven, male and female, dogs of variable age were randomly placed in 3 groups: I (control), II (NMES post immobilization), and III (NMES before and post immobilization). The right femoral-tibial-patellar joint of the animals in groups I, II, and III was immobilized for 30 days by the percutaneous transfixation type II method. The dogs from group II were placed on eletrotherapy 3 times weekly for 90 days, during (30 days) and post immobilization (60 days). The dogs from group II were initiated on NMES post-removal of the temporary rigid immobilization. The parameters evaluated consisted of: measurement of thigh circumference, joint motion using a goniometer, gait analysis, creatine kinase (CK) and aspartate aminotransferase (AST) levels and morphometry of the longitudinal muscle fibers collected by vastus lateralis muscle biopsy. The gait analysis was performed daily by the same observer for 90 days. The circumference of the thigh, joint motion, and muscle biopsy were performed on days 0, 30, 60 and 90 post-surgery. The blood samples for CK and AST were collected before and immediately after 6, 24 and 48 hours post-NMES on days 0,1,7,30,45,60,75 and 90. The NMES was employed on the femoral quadriceps muscle group with a frequency of 50Hz post-duration of 300msec on an off-time/on-time ratio of 1:2. There was no significant difference on the gait analysis, thigh circumference, joint motion, and CK and AST values. In terms of morphometry of muscle fibers, the greatest hypertrophy change was observed on longitudinal fibers of the dogs from group II (p=0.0005), followed by the dogs from group III. It can be concluded that NMES of low frequency does not avoid the muscular atrophy of vastus lateralis muscle during rigid temporary immobilization of the stifle joint, but causes muscular gain after this period, recommending its use / Com o objetivo de avaliar o efeito da estimulação elétrica neuromuscular (EENM) de baixa freqüência no músculo vasto lateral foram utilizados 11 cães, machos e fêmeas, sem raça definida, de idades variadas e agrupados aleatoriamente em três grupos denominados de I ou controle, II (EENM após imobilização) e III (EENM durante e após imobilização). A articulação femoro-tíbio-patelar direita dos animais dos grupos I, II e III foi imobilizada por 30 dias pelo método de transfixação percutânea tipo II. Os cães do grupo III iniciaram as sessões de eletroterapia, três vezes por semana, por 90 dias, ou seja, durante (30 dias) e após a imobilização (60 dias). Os cães dos grupos II tiveram início da EENM após a remoção da imobilização rígida temporária. Os parâmetros avaliados foram a mensuração da circunferência da coxa, goniometria do joelho, graus de claudicação, enzimas creatina-quinase (CK) e aspartato-amino-transferase (AST) e morfometria das fibras musculares longitudinais obtidas por biópsia muscular do vasto lateral. A análise dos graus de claudicação foi realizada diariamente por um mesmo observador por 90 dias. A circunferência de coxa, goniometria e biópsia do músculo vasto lateral foram realizadas nos tempos zero, 30, 60 e 90 dias de pós-operatório. As amostras de sangue para avaliação da CK e AST foram coletadas antes, imediatamente depois, aos 6, 24 e 48 horas após a EENM, nos dias zero, um, sete, 30, 45, 60, 75 e 90. A EENM foi empregada no músculo quadríceps femoral numa freqüência de 50Hz, duração de pulso de 300 milisegundos e relação on time/off time de 1:2. Não houve diferença significativa nos graus de claudicação, valores de circunferência da coxa, goniometria e comportamento das enzimas CK e AST entre os grupos I, II e III. Quanto à morfometria das fibras musculares, foi observada uma maior hipertrofia das fibras musculares longitudinais nos cães do grupo II (p=0,0005), seguida pelos cães do grupo III. Podese concluir que a EENM de baixa freqüência não evita a atrofia do músculo vasto lateral durante a imobilização rígida temporária do joelho, mas ocasiona ganho de massa muscular após esse período, recomendando-se o seu uso

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-12T11:30:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Disserta_Mest.DianaPrietoVega.pdf: 7775175 bytes, checksum: d13a57b88d99a46a1d7f3434f703422f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T11:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Disserta_Mest.DianaPrietoVega.pdf: 7775175 bytes, checksum: d13a57b88d99a46a1d7f3434f703422f (MD5) Previous issue date: 2015-09-14 / FACEPE / Os principais sintomas da disartria hipocinética na doença de Parkinson (DP) são: redução da intensidade, tom e volume monótono, falhas na qualidade da voz, inadequada coordenação fonorespiratória, dificuldades na precisão articulatória, mudanças na velocidade da voz e dificuldades para iniciar e manter a fala. A estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), é um método não invasivo e uma alternativa segura para modificações na excitabilidade cortical sendo uma ferramenta alternativa para o manejo de diferentes desordens psiquiátricas e neurológicas, entre elas o Parkinson. O objetivo da presente pesquisa é analisar a eficácia da aplicação da ETCC na área de Broca e aumentar os efeitos terapêuticos do tratamento fonoaudiológico convencional em pacientes com diagnostico neurológico de doença de Parkinson. Um total de 18 pacientes participaram deste estudo, (idade média de 61,1 ± 3,6 anos; 14 homens) com diagnóstico neurológico de doença de Parkinson nos estágios Hoehn & Yarh I, II e III. Para este estudo, a metodologia foi desenvolvida em três fases. Fase 1 (Avaliação): os pacientes foram avaliados em dois momentos, em estado Off e On, e para o processo avaliativo foi utilizado o Protocolo de Avaliação da Disartria de Origem Central em Pacientes com doença de Parkinson. Fase 2 (Intervenção): consistiu em 10 sessões de intervenção, estas eram distribuídas três vezes por semana com um intervalo de 48 horas entre cada uma. Cada sessão durava 60 minutos; os primeiros 20 minutos corresponderam à aplicação da ETCC (real ou falsa) e os próximos 40 minutos à terapia em fonoaudiologia. Ao finalizar cada sessão era feita o registro vocal. Fase 3 (Encerramento terapêutico): correspondeu ao processo de reavaliação sendo feito o mesmo processo da fase 1. Os sujeitos do estudo foram randomizados em dois grupos (experimental e controle). Para usar a ETCC real (grupo experimental), era colocado o eletrodo ânodo sobre a área de Broca e o cátodo na região supraorbital direita, com intensidade de 2mA durante 20 minutos. Para a ETCC falsa (grupo controle) era feito o mesmo posicionamento dos eletrodos mas após 30 segundos o equipamento que gera corrente continua era automaticamente desligado. Os resultados deste estudo são apresentados no artigo original intitulado: “Transcranial Direct Current Stimulation in Broca’s Area at Parkinson’s Disease Patients”. Os resultados de nosso estudo indicaram que houve efeito positivo da ETCC e a terapia fonoaudiológica sob a articulação no grupo experimental. Assim mesmo foi observado que a terapia melhora os resultados totais do protocolo de avaliação da disartria tanto no grupo experimental quanto no grupo controle. Em conclusão nosso estudo sugere que a terapia fonoaudiológica traz benefícios na comunicação oral dos pacientes com doença de Parkinson nos estágios iniciais. Além disso, foram observados os efeitos positivos da ETCC anódica e o trabalho terapêutico sobre a articulação da fala. Portanto, pode-se considerar a intervenção fonoaudiológica como o método efetivo para tratar a disartria hipocinética, porém ainda assim faltam determinar os efeitos da ETCC sobre as outras áreas de comunicação oral, como também definir parâmetros de estimulação, identificar outras áreas do córtex cerebral a estimular e conhecer os efeitos a longo prazo. / The main symptoms of hypokinetic dysarthria in Parkinson's disease (PD) are: intensity reduction, monotonous tone and volume, voice quality failures, inadequate phono-respiratory coordination, difficulty in articulatory precision, changes in voice speed and difficulty in starting and maintaining the speech. The Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) is a non-invasive method and a safe alternative for changes in cortical excitability, being an alternative tool for different psychiatric and neurological disorders management, among them Parkinson’s disease. The objective of this study is to analyze the effectiveness of tDCS application in Broca’s area and increase the therapeutic effects of conventional speech therapy in patients with neurological diagnosis of Parkinson's disease. A total of 18 patients participated in this study (mean age 61.1 ± 3.6 years old; 14 men) with neurological diagnosis of Parkinson's disease in Hoehn & Yarh stages I, II and III. For this study, the methodology was developed in three phases. Phase 1 (Baseline): The patients were evaluated at two moments, in Off and On state, and for the evaluation process was used a Dysarthria Assessment Protocol of Center Origin in Parkinson's disease patients. Phase 2 (Intervention): Consisted of 10 intervention sessions, these were distributed three times a week with a 48 hours interval between each one. Each session lasted 60 minutes; the first 20 minutes corresponded to tDCS application (real or fake) and the next 40 minutes on speech therapy. At the end of each session was made the vocal register. Phase 3 (Post-intervention): Corresponded to review process; is made the same process of phase 1. The subjects were randomized into two groups (experimental and control). To use real tDCS (experimental group), was placed the anode electrode on Broca's area and the cathode on the right supraorbital region with 2 mA intensity for 20 minutes. For false tDCS (control group) was done the same electrodes positioning but after 30 seconds the machine that generates direct current was turned off automatically. The results of this study are presented in the original article entitled: “Transcranial Direct Current Stimulation in Broca’s Area at Parkinson’s Disease Patients”. In conclusion our study suggests that speech therapy is beneficial in the oral communication of Parkinson's patients at early stages. Furthermore, positive effects of anodic tDCS and therapeutic work were observed in speech articulation. The results of our study indicate that there was a positive effect of tDCS and speech therapy on articulation in experimental group. Likewise it was observed that speech therapy improved overall results of dysarthria protocol both experimental group and control group. In conclusion our study suggests that speech therapy is beneficial in the oral communication of Parkinson's disease patients at early stages. Furthermore, positive effects of anodic ETCC and therapeutic work were observed on speech articulation. Therefore, it can be considered the speech therapy as the effective method to treat the hypokinetic dysarthria but still lacking for determining the tDCS effects on other oral communication areas, as well as define the stimulation parameters, identify other areas of brain cortex to stimulate and to know the long-term effects.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2018-07-23T18:49:42Z No. of bitstreams: 1 Natália de Almeida Carvalho Duarte.pdf: 2859045 bytes, checksum: ca258312144e7d7e8c966126ed725977 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:49:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Natália de Almeida Carvalho Duarte.pdf: 2859045 bytes, checksum: ca258312144e7d7e8c966126ed725977 (MD5) Previous issue date: 2017-10-26 / Objective: To verify the effects of different montages of transcranial direct current stimulation (tDCS) over the primary motor cortex associated with treadmill training on the functionality of children with spastic hemiparetic CP. Material and Method: Thirty children with spastic hemiparesis, aged 5 to 12 years, were randomly allocated into three groups: Group 1: anodic tDCS over the primary motor cortex (M1) and cathode over the contralateral supraorbital region associated with Treadmill training; Group 2: anodic sham tDCS over the M1 and cathode over the contralateral supra-orbital region associated with treadmill training; Group 3: Anodal tDCS over M1 of the injured hemisphere and cathodal stimulation in contralateral M1 associated with treadmill training. The evaluation (before, after and one month after the protocol) consisted of three-dimensional gait analysis, static balance, functional balance, functional performance, quality of life and electromyography of the lower limbs. The protocols were performed for two consecutive weeks, with five training sessions per week and duration of 20 minutes per session. Transcranial stimulation was performed simultaneously with treadmill training with an intensity of 1 mA. The results were statistically analyzed assuming a level of significance of 0.05 (p <0.05). Results: Study I published on Journal of Motor behavior. There is an adaptation in the geometry of motor areas and that the cortical representation of movement is variable following a brain lesion. The 10-20 EEG system may not be the best option for locating the primary motor cortex and position the electrodes for noninvasive brain stimulation in children with cerebral palsy. Study II: Protocol study accepted for publication on Pediatric Physical therapy journal. Study III: Submitted to Brain Stimulation Journal. It was observed that when the effects obtained by different unilateral and bilateral FETC assemblies in the pediatric population of spastic hemiparetic CP, the unilateral active assembly showed a slight improvement in the results when compared to the other groups. It was also observed that when compared to the effects obtained by different unilateral active assembly showed an improvement in the mean velocity of oscillation of the COP in the lateral-lateral sense when compared to the other groups (p <0.05). Regarding the functional scales, the unilateral assembly presented better results in the timed up and go test and in the pediatric disability assessment inventory. Bilateral assembly generated better results on the pediatric balance scale, both groups showing improved quality of life.Conclusion: It was observed that both unilateral and bilateral assemblies may offer functional benefits to the pediatric population with spastic hemiparetic cerebral palsy, with a slight superiority of unilateral assembly effects compared to bilateral and placebo assembly. / Objetivo: Verificar os efeitos de diferentes montagens da estimulação transcraniana por corrente continua (ETCC) no córtex motor primário, associada ao treino de marcha sobre a funcionalidade de crianças com PC hemiparéticas espásticas. Material e Método: Trinta crianças com PC do tipo hemiparesia espástica, com idade entre cinco a doze anos, foram alocadas aleatoriamente em três grupos: Grupo 1: ETCC anódica no córtex motor primário (M1) e catodo na região supra-orbital contralateral associada ao treino de marcha em esteira (TME) ; Grupo 2: ETCC anódica sham em M1 e catodo na região supra-orbital contralateral associada ao TME; Grupo 3: ETCC anódica em M1 do hemisfério lesionado e estimulação catódica em M1 contralateral associada ao TME. A avaliação (antes, logo após e um mês após os protocolos) foi constituída da análise tridimensional da marcha, do equilíbrio estático, equilíbrio funcional, do desempenho funcional, da qualidade de vida e do traçado eletromiográfico dos membros inferiores. Os protocolos foram realizados durante duas semanas consecutivas, com cinco sessões de treino por semana e duração de 20 minutos por sessão. A estimulação transcraniana foi realizada simultâneamente ao treino de marcha com uma intensidade de 1 mA. Os resultados foram analisados estatisticamente assumindo um nível de significância de 0,05 (p<0,05). Resultados: Estudo I: artigo publicado no periódico Journal of Motor Behavior onde observou-se que existe um adaptação na geometria das áreas motoras e que a representação cortical do movimento varia de acordo com a lesão cerebral. O sistema 10-20 de eletroencefalografia pode não ser a melhor opção para localização do córtex motor primário e posicionamento dos eletrodos da estimulação cerebral não invasiva em crianças com paralisia cerebral. Estudo II: protocolo do estudo aceito para publicação no periódico Pediatric Physical Therapy. Estudo III: Submetido para o periódico Brain Stimulation. Observou-se que quando comparados os efeitos obtidos por diferentes montagens da ETCC, unilateral e bilateral, na população pediátrica de PC hemiparética espástica a montagem unilateral ativa demonstrou discreta melhora nos resultados quando comparada aos outros grupos. Observou-se ainda que quando comparados os efeitos obtidos por diferentes montagens da ETCC, a montagem unilateral ativa demonstrou melhora nos resultados de velocidade média de oscilação do COP no sentido médio- lateral quando comparada aos outros grupos (p<0.05). Em relação ás escalas funcionais a montagem unilateral apresentou melhores resultados no teste timed up and go e no inventário de avaliação pediátrica de incapacidade. A montagem bilateral gerou melhores resultados na escala de equilíbrio pediátrica, tendo ambos grupos demonstrado melhora na qualidade de vida. Conclusão: Observou-se que ambas montagens, unilateral e bilateral, podem oferecer benefícios funcionais á população pediátrica com paralisia cerebral hemiparética do tipo espástica, com discreta superioridade de efeitos da montagem unilateral comparada á montagem bilateral e placebo.

Following a spinal cord injury (SCI), the paralyzed extremities undergo muscle atrophy and decrease in bone mineral density (BMD) due in part to the loss of physiological loading. It is crucial to prevent musculoskeletal deterioration so the population is less susceptible to fractures, and could take advantage of stem cell treatment if it becomes available. Functional electrical stimulation (FES) has been shown to advantageously train the paralyzed extremities. However, there is a risk of fracture during FES due to low BMD of individuals with SCI. Therefore, the forces generated during FES need to be modeled so researchers and clinicians safely administer this intervention. The purpose of this project was to develop a biomechanical or mathematical model to estimate the internal compressive and shear forces at the distal femur, a common fracture site for individuals with SCI during FES. Therefore, a two-dimensional static model was created of the lower extremity in the supine and seated positions. The compressive and shear forces at the distal femur were estimated for both positions during FES. These internal compressive and shear forces estimated at the distal femur by the supine model were compared to those estimated by the standing model. Also, for the seated model, the compressive and shear forces at the distal femur estimated by a tetanic muscle contraction were compared to those estimated by a doublet muscle contraction. Finally, the supine model was validated using experimental testing. The primary findings are 1) the standing model estimated more compressive force and less shear force at the distal femur compared to the supine model when position and quadriceps muscle force remain constant and 2) for the seated model, a tetanic quadriceps muscle contraction predicts greater compressive and shear at the distal femur compared to a doublet muscle contraction. Also the validation testing revealed a 3.4% error between the supine model and the experimental testing. These models provide valuable insights into the internal forces at the distal femur during FES for those with SCI.

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Ce travail de thèse a pour objectif de préciser le rôle du cortex operculo-insulaire dans la somesthésie et la douleur chez l'Homme à l'aide d'études réalisées par stimulations électriques intracérébrales et en IRM fonctionnelle (IRMf). Deux secteurs fonctionnels distincts ont été mis en évidence; d'une part l'insula dont 60% des stimulations induisent des réponses somato-sensitives dont 10% sont douloureuses, où il existe une localisation préférentiellement postérieure des sites de stimulation donnant lieu à une réponse douloureuse et un décrément antéro-postérieur du seuil de déclenchement d'une réponse douloureuse, dont les champs récepteurs couvrent de larges surfaces cutanées, et où les réponses douloureuses ont une organisation somatotopique grossière ; d'autre part l'aire SII dont la stimulation induit quasi exclusivement des réponses somato-sensitives dont 10% sont douloureuses, sur des surfaces cutanées plus restreintes. SII et l'insula postérieure sont les deux seules régions corticales dont la stimulation est capable d'induire une sensation douloureuse. Une ségrégation fonctionnelle au sein de SII et de l'insula a été montrée en IRMf, par l'existence de patterns spécifiques d'activation pour chaque modalité sensitive, comprenant des sous- régions dont l'activation semble spécifique de la sensation douloureuse. Ceci confère à ces régions une originalité toute particulière au sein de la matrice douleur, puisqu'il semble qu'elles seules puissent activer le réseau fonctionnel des aires impliquées dans la sensation douloureuse et ainsi permettre 'l'expérience' de la douleur / This work aims at assessing the role of operculo-insular cortex in somesthesia and pain in Humans, using intracerebral electrical stimulations and fMRI. Two distinct functional zones were highlighted; the insular cortex on one hand, in which 60% of stimulations induced somato-sensory responses (10% painful), with a clear antero-posterior gradient in terms of localization and pain stimulation threshold, and where receptive fields were large and pain evoked sensations showed a rough somatotopic organization. The inner part of the parietal operculum (second somatosensory area SII) on the other hand, where electrical stimulation induced almost exclusively somato-sensory sensations, of which 10% were painful, in more restricted cutaneous territories. SII and posterior insula are the only cortical regions where electrical stimulation can elicit painful sensation. Functional segregation in SII and insula was found using fMRI, showing that specific patterns of activation do exist, depending on the type of somato-sensory stimulations, including sub-regions specifically activated during pain stimulation. These characteristics confer to these regions a crucial and special role, which consists in triggering the building of pain 'experience' by the pain matrix

Cardiovascular disease is the leading cause of death in the US, which can result in blockage of a coronary artery, triggering a myocardial infarction (MI). After a MI, hypoxic ventricular myocardial tissue dies, resulting in the deposition of non-contractile scar tissue and remodeling of the ventricle, leading to decreased cardiac output and ultimately heart failure. Currently, the gold-standard solution for total heart failure is a heart transplant. As donor hearts are in short supply, an alternative to total-organ transplantation is surgically remodeling the ventricle with the implantation of a cardiac patch. Acellular cardiac patches have previously been investigated using synthetic or decellularized native materials in effort to improve cardiac function. However, a limitation of this strategy is that acellular cardiac patches only reshape the ventricle and do not increase cardiac contractile function. By incorporating the use of a clinically relevant cell type and by matching native architecture, we propose the use of a highly aligned fibrin scaffold to support the maturation of human induced pluripotent stem cell cardiomyocytes (hiPS-CM) for use as a cell-populated cardiac patch. By micropatterning fibrin hydrogels, hiPS-CM seeded on the surface of this scaffold become highly aligned, which is crucial for increased contractile output. Our lab previously developed a composite fibrin hydrogel and microthread cardiac patch matching mechanical properties of native myocardium. By micropatterning fibrin hydrogel alone, we were able to match cellular alignment of hiPS-CM to that of native myocardium. hiPS-CMs seeded on this surface were found to express distinct sarcomere alignment and circumferential connexin-43 staining at 14 days of culture as well as cellular elongation, which are necessary for mature contractile properties. Constructs were also cultured under electrical stimulation to promote increased contractile properties. After 7 days of stimulation, contractile strains of micropatterned constructs were significantly higher than unpatterned controls. These results suggest that the use of topographical cues on fibrin scaffolds may be a promising strategy for creating engineered myocardial tissue to repair damaged myocardium.